ETH:以太坊的回顧與展望：ETH還有想象的空間嗎？_Casper

從2020年年中至今，ETH展現出驚人的上漲態勢。MXC抹茶交易數據顯示，截止1月27日，ETH達到1473USDT，創歷史新高。

數據來源：MXC抹茶交易平臺

在過去的5個多月里，ETH最高漲幅達到376.69%，而BTC同期最高漲幅325%。

吳說區塊鏈認為，以太坊在牛市的超額上漲，主要得益于四個方面：大戶囤積、Eth2.0質押導致流動性緊縮、投資者對ETH的交易熱情、機構加持。?

在過去的兩周里，持有至少1萬枚ETH的鯨魚地址數量從1171個增至現在的1220個，增加了4.2%；當前Eth2.0抵押質押的ETH達到2301988枚；灰度公司當前灰度ETH持有量為2934107枚。

有媒體預計，2021年8-9月份進入下一階段，隨著Eth2.0的推進，ETH質押數的增加，市場上流通的ETH將會進一步減少。

在數字資產領域的過去13年里，能歷經過BTC、ETH、DOT，并從一開始看透他們的價值，是一件幸運的事情。本文將從Eth2.0之前來回顧以太坊從PoW到PoS的進化路線。

Casper最初的設計

探討任何一條公鏈，無法繞開共識算法這個核心概念。2013年，PoS算法并沒有被寫進以太坊白皮書。

“盡管比特幣區塊鏈模型非常簡陋，但是實踐證明它已經足夠好用了，在未來五年，它將成為全世界兩百個以上的貨幣和協議的基石。”?

這是出自以太坊白皮書的一段話，以太坊從最開始就采用了比特幣區塊鏈?PoW工作量證明機制。

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比特幣的工作量證明是通過消耗大量算力尋找合理的隨機數生成區塊驗證。

在Vitalik看來，PoW不僅“交通”擁堵、浪費能源，而且逐漸邁向了中心化道路。?

因為隨著挖礦難度的增大，ASIC專業礦機應用而生，ASIC專業礦機的出現，造成了算力壟斷的局面。

PoS——權益證明，是根據每個節點的代幣持有量與持有時間之積來決定記賬權的機制。舉例來說，如果你本金與時間之積越大，你就越有優先記賬權，記賬后乘積被銷毀，這個過程被稱作“幣天銷毀”。?

相比于PoW的算力證明，PoS機制可以有效減小能源消耗、縮短共識時間、避免算力中心化礦池“作惡”。

雖然在以太坊之前已經有PPCoin使用PoS這樣的先例，但當時PoS的研究和實現都還很不成熟。《以太坊愛好者》阿劍認為：“PPCoin運行過程中出現了很多問題，比如‘理性分叉’問題。當時以太坊研究者們還沒有找到一種足夠安全的PoS機制。”?

VitalikButerin在《Casper的過去、現在和未來》一文中曾提到：“以太坊的權益證明研究開始于2014年1月，是從‘劍手協議’開始的。”??

Casper(security-depositbasedeconomicconsensusprotocol)即以太坊的PoS股權證明協議。Casper的共識協議可以通過對保證金的直接控制來約束驗證人的行為，這是與經典PoS股權證明的不同之處。

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2014年4月，一個名為Vlad·Zamfir的人以志愿者身份參與到以太坊的開發。根據Vlad的說法，Vitalik也是在那一年的維也納比特幣峰會上和他提出“劍手協議”這個概念。

“如果你在同一個層級的分叉上同時簽署了兩份協議，那么你就會失去你所能得到的區塊獎勵。”這是Vitalik為了解決無利害關系時提出的想法。?

后來，Vlad正式加入以太坊的開發，并在“劍手協議”的基礎上指出“讓驗證者存儲保證金，而且數額要比獎勵大很多，以此驅逐賄賂攻擊”。

當時，Vitalik和Vlad正著手解決賄賂攻擊問題。

2015年初，Vlad遇到了一個名為MatthewWampler·Doty的人，Matthew和Vlad提到了保證金的概念：?

“在未來將會產生一個持有多于2/3的安全存款保證金的Tendermint驗證者卡特爾，因為構建最終的區塊并不需要其余驗證者的參與。這些少于1/3的節點將被屏蔽，以至最終被移除出驗證者名單。一組新的持有多于2/3的安全存款保證金集卡特爾將隨之產生，并且這一過程將會一直持續運作到僅剩兩個驗證者存在。”?

Vlad醍醐灌頂，著手研究“卡特爾驗證”，并將這一理念加入到了“劍手協議”當中，這就是Casper最初的設計：劍手協議+保證金。

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2015年3月，以太坊開發者VinayGupta在博文中寫下了以太坊的四個發展階段：Frontier，以太坊啟動；Homestead，從alpha走向beta版；Metropolis，開發Mist和用戶交互界面并提升用戶體驗；Serenity，實現權益證明。?

向PoS機制邁進

2018年，以太坊有兩個開發團隊，一個負責以太坊的開發和維護，一個負責以太坊2.0的開發。當時的君士坦丁堡分叉就停留在以太坊1.x版本范圍的升級。

以太坊2.0，是相對于現階段的以太坊而言。2.0將從寧靜計劃開啟，向PoS股權證明機制邁進。

當時CasperPoS機制的開發采用兩個版本：VitalikButerin?版的CasperFFG混合證明和VladZamfir版的純權益證明CasperCBC。

根據《Eth2.0工程指南》的作者JamesPrestwich的闡述，以太坊2.0測試網預計在2019年第一季度推出。千呼萬喚，Eth2.0最終還是在2020年年底才推出，但為時未晚。

6月份美股上市礦業公司供賣出約1.46萬枚比特幣，環比增長近400%:7月16日消息，Arcane Research數據顯示，6月份美股上市礦業公司賣出了大約1.46萬枚比特幣，環比4月份增長近400%，同期僅挖出了3900枚比特幣。其中Core Scientific和Bitfarms賣出比特幣的數量最多，此外Marathon和Hut 8在5月和6月并未賣出，故現在持有最多的比特幣。[2022/7/16 2:17:36]

Eth2.0初期，信標鏈將與Eth1.x相互獨立，不具有任何功能，Eth1.x鏈按照原有的PoW機制出塊，信標鏈按照PoS機制出塊。也就是說，Eth1.x代幣ETH將和Eth2.0階段信標鏈上的代幣BETH在各自的鏈上共存。

Eth2.0當前階段，用戶可以將通過智能合約將ETH單向兌換為BETH，也可以選擇不兌換，但不可反向兌換；在PoW鏈上將ETH鎖進相關的合約，可以獲得參與信標鏈的驗證者資格，并得到BETH獎勵，但在信標鏈上，新的BETH無法退回到PoW鏈上；在信標鏈上參與Staking獲得收益，最低參與門檻為32x個ETH才能成為驗證者，且凍結期可能達1-2年，中途不能贖回，具體凍結時間由Eth2.x的進展決定。

在信標鏈分片階段，信標鏈將產生1024個分片，每個分片有一個地址。CasperFFG信標鏈采用二次隨機選舉的方式完成出塊驗證并防止驗證者作惡。

驗證者需要向分片地址投入32個新以太幣作為押金。信標鏈每隔64個塊會隨機選出128名驗證者作為待定委員，再由信標鏈在從128名待定委員中隨機選擇出一定數量的委員組成委員會。

Rocket Pool 將進行Redstone升級，主要在優先費分配器和獎勵系統方面升級:7月1日消息，以太坊質押協議Rocket Pool宣布隨著以太坊合并和向PoS共識的轉變，將對Rocket Pool協議在優先費（Priority Fee）分配器和獎勵系統方面等進行重大升級，其中，優先費分配器將確保優先費在節點運營商和rETH（Rocket Pool 的以太坊流動性質押代幣）流動質押用戶之間分攤；新的獎勵系統方面，節點運營商獲得RPL獎勵的方式現在更加靈活和高效；另外，Redstone移除了存入ETH并收到rETH后的24小時鎖定期，取而代之的是，將用戶rETH換成ETH時，會從總交易量中減去一天的獎勵，以防止三明治攻擊。[2022/7/1 1:44:14]

被選中的委員可以在各自的區塊上進行驗證產生新的區塊，但委員的“任職”期限僅為6.4分鐘，6.4分鐘后的區塊控制者將在下一屆的新委會中誕生。

以太坊的PoS權益證明，雖然本質上屬于鏈下治理，但處理細節上則以技術手段來強化鏈上治理。值得注意的是，在向PoS轉換的過程中，以太坊開發者曾在升級過程中加入EIP-1234協議。

該協議由?AfriSchoedon于2018年7月19日提出，協議建議將難度炸彈延遲12個月，并將礦工獎勵由3ETH減少到2ETH。該提案在2018年8月31日以太坊開發人員視頻會議上被通過，并在以太坊君士坦丁堡硬分叉時執行。

這是一個溫水煮青蛙的策略，以太坊的挖礦難度隨挖礦時間成指數增長，即每產出10萬個塊挖礦難度指數擴大一倍。

以太坊2.0構架圖來自?Hsiao-WeiWang

隨著挖礦獎勵的減少和難度炸彈的影響，信標鏈在各方利益者取得共識的時候，出塊到足夠長，信標鏈會變成主鏈，以太坊1.x變為側鏈。此時，信標鏈將分片成Shardchain。

探索中的曲折

2015~2016年，Vitalik和Vlad對PoS的研究依然處于摸索階段，而可擴展性研究中的“漁夫兩難”和“投注共識”問題又花掉了以太坊開發團隊大部分時間。

Vitalik后來總結：“我們在解決PoS、可擴展性中的一些核心問題上遭遇了一系列失敗，Vlad悄悄地暫停了他在CasperCBC中的所有工作。”?

TheDAO事件、DoS攻擊，更讓以太坊團隊在長達6個月的時間里幾乎無暇顧及之前的研究方向。

直到2017年，Vitalik和Vlad的Casper研究出現了轉機。先是以太坊開發了一個名為最小罰沒的協議：一旦在某輪中某區塊獲得2/3的驗證者同意，該區塊的父塊便被敲定，最小罰沒條件是CasperFGG的核心思想。?

FFG是以太坊在過渡階段的PoW+PoS混合共識機制。在FFG最初的設計中，Vitalik將一個權益證明協議疊加在以太坊的工作量證明協議上，即區塊仍將通過工作量證明來挖出，但每50個區塊中將有一個權益證明檢查點來評估確定性。

Vitalik興奮地講到：“這會是一種可以讓我們快速轉向混合共識的機制，并且對現有區塊鏈造成的沖擊也最小，然后理論上我們將有可能升級為完全的權益證明。”

為此，以太坊開發團隊還做了一個Python測試客戶端，用不同的VPS、服務器和電腦通信來做測試。

Vlad在2017年也發表了CasperCBC的論文。與FFG不同的是，CBC強調"建構中修正"，協議規定：

你正式地但只是部分地指定協議。

定義該協議必須指定的屬性。

從滿足所有它被規定去指明的屬性中推導出該協議。

CBC協議中有一個叫做預估安全預言機，在設定提出一個合理估計的錯誤的例外情況，列出所有在未來可能發生的錯誤，在給定區間內，其正確性是由其建構過程來保證。CBC屬于純PoS股權證明，預計將在以太坊3.0中實現。?

延遲“炸彈難度”也是在這個時候開始被提出。2017年6月21日，EIP-649協議提出在君士坦丁堡升級中延遲炸彈難度，將平均阻塞時間減少到15秒以下，同時區塊獎勵從5ETH減少到3ETH，為以太坊的過渡贏取時間。

2018年，已經有多個以太坊開發團隊各自嘗試分片技術的實現。Vitalik認為：“在分片這一邊，最終變得越來越清楚的是——讓分片系統的核心放在PoS鏈上會給我們帶來更高的效率。”

“變成PoW鏈上的一個合約，我們就不得不處理EVM的開銷，應付Gas機制，應付不可預測的PoW區塊時間；PoS+分片可以帶來更快的出塊時間等一系列好處。”

這時候“權益證明協議疊加在以太坊的工作量證明協議上”被放棄，取而代之的就是以太坊2.0的CasperPoS+Sharding技術。

持續的爭議

Vitalik個人博客簡介倒數第五行上寫著：?Religion:crypt。

早在2014年，Vitalik就說過：“股權證明仍然是加密貨幣領域最具爭議的討論之一。”時至今日，不同的人，對共識機制問題依然有不同的看法。

“減少了能源的損耗，它不再需要通過挖礦這個方式，從理論上來說，PoS會大大降低中心化風險。”非礦工群體認為PoW比PoS先進。

礦工群體認為，PoW沒什么不好，挖礦支付的電費實際上是靠經濟的作用來提高PoW數字資產的安全性。那么大的資產，才需要那么多的電費來維護它的安全和運轉。

共識機制問題，業內爭論不休，如果上升到人類的社會治理層面，無非你管的多好，還是你管的少好。安全一定的前提下，弱中心化管理，必然帶來效率問題。

但不論如何，我們應該以發展的眼光看待問題。從2020年年中至今，ETH展現出驚人的上漲態勢。MXC抹茶交易數據顯示，截止1月27日，ETH達到1473USDT，創歷史新高。

在過去的5個多月里，ETH最高漲幅達到376.69%，而BTC同期最高漲幅325%。

吳說區塊鏈認為，以太坊在牛市的超額上漲，主要得益于四個方面：大戶囤積、Eth2.0質押導致流動性緊縮、投資者對ETH的交易熱情、機構加持。

在過去的兩周里，持有至少1萬枚ETH的鯨魚地址數量從1171個增至現在的1220個，增加了4.2%；當前Eth2.0抵押質押的ETH達到2301988枚；灰度公司當前灰度ETH持有量為2934107枚。?

有媒體預計，2021年8-9月份進入下一階段，隨著Eth2.0的推進，ETH質押數的增加，市場上流通的ETH將會進一步減少。?

在數字資產領域的過去13年里，能歷經過BTC、ETH、DOT，并從一開始看透他們的價值，是一件幸運的事情。

來源：金色財經

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